전동기 기동전류와 구속전류

전동기 기동시 전류가 커지는 현상은 엔지니어들을 곤혹스럽게 만들지만, 반대로 전력이 끊기어 전동기가 정지되는 경우 전동기에 의해 모선에 다시 전력이 공급되는 현상을 이해하고, 또 다른 현상은 전동기에 굉장히 큰 wheel을 설치해 놓은 경우 전력공급이 중단되어도 상당한 동안 계속 전동기가 돌 수 있는 것은 wheel에서 나온 관성에너지때문이라는 것은 전기엔지니어 영역이 어디일까라는 생각을합니다. 

전동기 기동시 전동기 정격전류의 6-8배 이상의 큰전류가 흐르게 되며, 이는 모선과 전동기 단자전압의 저하를 발생시키게됩니다. 기동 대상 전동기에 기준치 이하의 단자전압이 확립되면, 부하를 가속시키기 위한 전동기 기동토크가 불충분해져 전동기의 구속상태로 인한 기동 실패 또는 열적 손상의 원인이 된다. 아래 그림에서 보듯이 전압이 80%까지 떨어지면 전동기 기동시간이 약 2.5배이상 증가하게 되어 열적 손상을 일으킬 가능성이 높아집니다. 이와 같이 기동전류에 영향을 미치는 많은 요인중에 전압의 영향을 살펴보았습니다.

참고문헌 [1]

구속전류(Locked Rotor Current)는 회전자를 구속시켜 놓은 상태(speed 0)에서 전동기 전류가 최대일 때를 의미하며, 구속전류는 보통 정격전류의 6배정도에 해당하지만, Locked Rotor code에 따라 변합니다.   

예를 들어 460V, 500HP, Locked rotor Code F인 전동기가 정격에서 기동했다면 구속전류는 

ILR=5.6*500/(1.732*0.460)=3514A ( Code F일때 최대 Locked rotor kVA/HP 5.6)

 

[1] J. Bredthauer and N. Struck, “starting of large medium voltage motors:Design, Protection, and Safety Aspects,” IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. 31, no. 5., Sep./Oct. 1995.